‘Ik ben toppredator op een uitloper van een Pleistocene zandrug in een verstedelijkt landschap met gematigd zeeklimaat.’ Het antwoord van een ecologe wijkt af van dat van de doorsnee Groningse wanneer zij gevraagd wordt naar woonplaats en werk. De ecologe plaatst de mens in zijn omgeving, het ecosysteem, en definieert zijn rol erin. Op dezelfde manier benadert zij de woonplaats en functie van elke andere soort. Neem een klaver in een weiland bij Bolsward. Dat is een primaire producent (basis van de voedselketen) in een grasland op Holocene zeeklei. Daarnaast, vanuit het perspectief als mens/toppredator, is klaver koeienvoer met als resultaat karbonade in de supermarkt.
Samenhang en dynamiek in de natuur
Klaver, koe en mens zijn onderdelen van een voedselketen in het ecosysteem grasland. Bodem, grondwater en klimaat vormen de randvoorwaarden. Zij bepalen onder meer hoe snel bacteriën en schimmels dode planten en dieren omzetten in anorganische voedingsstoffen. (In een grasland helpt de boer bovendien een handje door extra mest op het land te gooien.) Deze bevorderen de groei van klaver en andere planten. Meer klaver betekent meer koeien en meer karbonade voor ons mensen. Maar er zitten grenzen aan die door de keten zelf bepaald worden: teveel koeien betekent namelijk op den duur minder klaver en uiteindelijk minder karbonade (en minder mensen?).
‘Ecosysteem’ is een kernbegrip in de ecologie. ‘Eco’ komt van het Griekse ‘oikos’ – huis, woonomgeving. De Britse ecoloog Arthur Tansley introduceerde het begrip in de jaren 30. Hij zocht naar een geschikte term voor het dynamische geheel van planten, dieren en micro-organismen, en hun niet-levende omgeving die samen een functionele eenheid vormen. Er zijn twee belangrijke aspecten: alle onderdelen (bodem, planten, dieren, klimaat) zijn heel nauw met elkaar verbonden, en ze zijn voortdurend in beweging. Dat betekent dat verstoring van één enkel onderdeel grote gevolgen kan hebben voor de stabiliteit van het hele systeem. Maar ook dat er een inherente stabiliteit is door de complexe relaties.
Eenheid in complexiteit
Als je je eigen ecosysteem wilt onderzoeken, waar begin je dan?
Stap 1: vind een ecosysteem. Ecosystemen komen in allerlei soorten en maten, want ze zijn gedefinieerd als eenheid van samenhangende onderdelen. Je kunt denken aan je tuinvijver, of je hele achtertuin, of de stad waar je woont. Maar ook: een kalkgrasland op een vakantieberg, de hele bergketen, of zelfs de hele planeet Aarde. Ecosystemen zijn dus hiërarchisch: elk klein ecosysteem is onderdeel van een groter ecosysteem.
Stap 2: beschrijf het ecosysteem. Wat zijn de niet-levende componenten die de randvoorwaarden bepalen, zoals bodem en klimaat? Welke micro-organismen, planten en dieren komen in het systeem voor? In een tuinvijver bepalen zuurgraad en voedselrijkdom welke waterplanten er groeien. Die dienen als voer voor watervlooien en andere kleine waterbeestjes. Deze kleine waterbeestjes worden gegeten door stekelbaarsjes en kikkers. En de blauwe reiger, als toppredator, vist zo nu en dan de kikkers uit de vijver. Dergelijke beschrijvingen zijn in de afgelopen eeuwen van allerlei ecosystemen en op allerlei ruimtelijke schalen op Aarde gemaakt. De grote overeenkomst tussen dieren en planten in heel uiteenlopende gebieden zette de 18de eeuwse Duitse ontdekkingsreiziger Alexander von Humboldt, en vervolgens anderen, aan het denken over de rol die organismen vervullen in hun ecosysteem.
Stap 3: definieer niches. Een niche is een functionele plaats in de voedselketen, en kan door één of meer soorten worden gevuld. Zie het als ‘een gat in de markt dat vraagt om opvulling’. Zo vullen kikkers bijvoorbeeld eenzelfde niche als stekelbaarsjes: beiden dienen als voer voor blauwe reigers.
Stap 4: gebruik je kennis. Kennis van ecosystemen wordt toegepast in natuurbescherming en -beheer, maar ook bij het oplossen van problemen op grotere schaal zoals landdegradatie en klimaatverandering:
Laat de natuur de vrije loop…
Ecosystemen reguleren zichzelf en dus moet de mens de natuur met rust laten. Dit ideaalbeeld van veel natuurbeschermers klinkt leuk, maar werkt vaak niet. Wat wij als natuur zien, is bijna altijd cultuurbepaald. Neem onze heidegebieden. Zonder begrazing door schapen zouden ze in mum van tijd bos zijn. Bos is in onze streken het eindstadium van de successie, de natuurlijke opeenvolging van plantengemeenschappen. Als alle Nederlandse natuur op natuurlijke wijze in bos zou veranderen dan hebben we in de ogen van velen juist minder natuur. Natuur wordt door ons eerder afgemeten aan diversiteit dan aan natuurlijke processen. Veel variatie, veel soorten. Dat is goed.
Onze keuze voor het behoud van bepaalde typen natuur betekent regelmatig ingrijpen. Daarbij is kennis van de niches van verschillende soorten in het ecosysteem onontbeerlijk. Want welke grazers zetten we in en hoeveel? Op de heide, in het rivierengebied, op de kwelder? De rol van grazers in elk van deze ecosystemen is net even anders. En hoe behouden we autochtone soorten die door invasieve soorten bedreigd worden? Die exoten zijn door menselijk toedoen geïntroduceerd en horen niet thuis in onze ecosystemen. Ze woekeren omdat de normale processen van populatieregulatie op hen niet van toepassing zijn. Ze zijn niet gevoelig voor autochtone ziekten en parasieten, en zitten niet in het dieet van onze roofdieren.
Ziekten, parasieten en predatie zijn de factoren die populaties van alle soorten in een ecosysteem nauwkeurig op elkaar afgestemd houden. Ze leveren vaak cyclische patronen van interacterende organismen, die worden beschreven door de (in de ecologie beroemde) Lotka-Volterra vergelijkingen. Daarom zijn ecologen bijvoorbeeld niet bang voor de vogelgriep. Althans niet in wilde vogelpopulaties. Stel dat de vogelgriep toeslaat onder blauwe reigers. Blauwe reigers zijn kolonie-broedende vogels en in grote dichtheden kan zo’n griepvirus zich snel verspreiden. Een groot deel van de blauwe reigers legt dan het loodje. Het gevolg is dat de dichtheden kleiner worden, waardoor het virus zich niet meer goed verspreidt. De overgebleven gezonde reigers brengen vervolgens jongen groot. De populatie neemt weer toe. Tot de volgende griepgolf. Hetzelfde cyclische principe van dichtheidsafhankelijke regulatie geldt overal. Ook voor koeien en klaver…?
… en de mens?
Omdat de rol van de mens in het ecosysteem groot is, moeten we overschakelen naar een grotere ruimtelijke schaal. Die verklaart waarom het voor koeien en klaver anders werkt. Als er minder klaver is, schakelt een koe over op door de boer aangevoerd krachtvoer van elders. Op vergelijkbare wijze koopt een Nederlander tilapia als er even geen karbonaadje in het schap ligt. De terugkoppeling met de lokale draagkracht (voedselbeschikbaarheid) ontbreekt. Toch zijn uiteindelijk, wereldwijd, dezelfde regulerende mechanismen van toepassing. De grotere ruimtelijke schaal maakt het doorgronden van de processen complexer. De oplossing ligt in het begrijpen van het ecosysteem in termen van kringlopen van nutriënten en energie.
Op de schaal van onze hele planeet zijn de kringlopen uit balans. Een maat voor deze balans is de ecologische voetafdruk – de oppervlakte Aarde die nodig is om duurzaam te voorzien in de leefstijl van een bewoner, stad of land. Recente schattingen van deze ecologische voetafdruk geven aan dat de mens wereldwijd ongeveer 25% meer nutriënten en energie verbruikt dan het ecosysteem Aarde duurzaam kan leveren. Nederlanders verbruiken ongeveer vier keer zoveel nutriënten en energie dan ons land kan produceren. Het overschot, onder meer krachtvoer voor koeien en tilapia voor mensen, voeren we aan uit het buitenland. Dit soort berekeningen tonen aan dat we de Aarde langzaam uitputten. Een minder abstract voorbeeld daarvan is het oprukken van woestijn ten koste van savanne in Afrika. Teveel mensen met teveel vee overgrazen de savannevegetatie. Een verstoord bodemleven en bodemerosie zijn het gevolg. Ook met veel tijd kan de vegetatie zich niet meer herstellen. Mensen trekken weg uit de overblijvende onvruchtbare woestijn. Door landdegradatie en bevolkingsgroei neemt de druk op vruchtbare gebieden elders toe. Daar dreigt eenzelfde lot.
‘Oikos’-systeem Aarde is ons huis!
Ongestoord de ene na de andere voedselbron aanboren kan op geen enkel ecologisch niveau. Dus als klaver opraakt zou het aantal koeien moeten afnemen en de bevolking moeten krimpen. Tot er weer genoeg klaver is. Kan iemand een Nobelprijs uitloven voor een economisch model, dat gebaseerd is op de ecologische principes van draagkracht en populatieregulatie?
Tekst: Irene Tieleman (1973)
Relevante boeken
Worden in de loop van 2020-2021 toegevoegd (3 september 2020)
Homepage Bètacanon
(zondag 29 april 2007)
